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Node.js संदर्भ

अंतर्निहित मॉड्यूल

Node.js रास्पबेरी पाई RGB LED WebSocket के साथ


पल्स-चौड़ाई मॉडुलन का उपयोग करना

पिछले अध्यायों में हमने सीखा कि वेबसॉकेट का उपयोग कैसे किया जाता है, और एलईडी को चालू और बंद करने के लिए GPIO का उपयोग कैसे किया जाता है।

इसमें हम वेबसॉकेट के माध्यम से उपयोगकर्ता इनपुट के आधार पर विभिन्न रंगों को प्रदर्शित करने के लिए पीडब्लूएम (पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन) के साथ आरजीबी एलईडी का उपयोग करने वाले अध्याय का उपयोग करेंगे।

एक आरजीबी एलईडी 3 अलग-अलग रंगों के साथ एक एलईडी है। इसमें RED, GREEN और BLUE LED (RGB LED) है।

और पीडब्लूएम का उपयोग करके, हम 3 एल ई डी की व्यक्तिगत शक्ति निर्धारित कर सकते हैं। यह हमें उन्हें मिलाने, रंग सेट करने की अनुमति देगा।


हमारी जरूरतें क्या हैं?

इस अध्याय में हम एक उदाहरण बनाएंगे जहां हम WebSocket के माध्यम से एक वेब पेज के साथ RGB LED को नियंत्रित करते हैं।

इसके लिए आपको चाहिए:

विभिन्न घटकों के विवरण के लिए ऊपर दी गई सूची में लिंक पर क्लिक करें।

नोट: आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले एलईडी के प्रकार के आधार पर आपके द्वारा उपयोग किया जाने वाला अवरोधक हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले अवरोधक से भिन्न हो सकता है। अधिकांश छोटे एल ई डी को केवल एक छोटे अवरोधक की आवश्यकता होती है, लगभग 200-500 ओम। यह आम तौर पर महत्वपूर्ण नहीं है कि आप किस सटीक मूल्य का उपयोग करते हैं, लेकिन रोकनेवाला का मूल्य जितना छोटा होगा, एलईडी उतनी ही तेज होगी।


पिगियो मॉड्यूल स्थापित करें

इससे पहले, हमने "ऑनऑफ़" मॉड्यूल का उपयोग किया है, जो केवल चालू और बंद करने के लिए बहुत अच्छा काम करता है। अब हम सेट को एल ई डी की ताकत सेट करना चाहते हैं, इसलिए हमें थोड़ी अधिक कार्यक्षमता के साथ एक जीपीआईओ मॉड्यूल की आवश्यकता है।

हम "pigpio" Node.js मॉड्यूल का उपयोग करेंगे, क्योंकि यह PWM के लिए अनुमति देता है।

पीडब्लूएम के साथ हम एक एलईडी की ताकत 0 से 255 तक सेट कर सकते हैं।

"pigpio" Node.js मॉड्यूल पिगियो सी लाइब्रेरी पर आधारित है।

यदि आप रास्पियन के "लाइट" संस्करण का उपयोग कर रहे हैं, तो यह संभवतः शामिल नहीं है और इसे मैन्युअल रूप से स्थापित किया जाना चाहिए।

अपने सिस्टम पैकेज सूची को अपडेट करें:

pi@w3demopi:~ $ sudo apt-get update

पिगियो सी लाइब्रेरी स्थापित करें:

pi@w3demopi:~ $ sudo apt-get install pigpio

अब हम npm का उपयोग करके "pigpio" Node.js मॉड्यूल स्थापित कर सकते हैं:

pi@w3demopi:~ $ npm install pigpio

अब "pigpio" मॉड्यूल स्थापित किया जाना चाहिए और हम इसका उपयोग रास्पबेरी पाई के GPIO के साथ बातचीत करने के लिए कर सकते हैं।

नोट: चूंकि "पिगपियो" मॉड्यूल पिगियो सी लाइब्रेरी का उपयोग करता है, इसलिए इसे हार्डवेयर बाह्य उपकरणों (जैसे जीपीआईओ) तक पहुंचने के लिए रूट/सुडो विशेषाधिकारों की आवश्यकता होती है।


सर्किट का निर्माण

अब हमारे ब्रेडबोर्ड पर सर्किट बनाने का समय आ गया है।

यदि आप इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए नए हैं, तो हम अनुशंसा करते हैं कि आप रास्पबेरी पाई के लिए बिजली बंद कर दें। और इसे नुकसान पहुंचाने से बचने के लिए एंटी-स्टैटिक मैट या ग्राउंडिंग स्ट्रैप का इस्तेमाल करें।

रास्पबेरी पाई को कमांड के साथ ठीक से बंद करें:

pi@w3demopi:~ $ sudo shutdown -h now

रास्पबेरी पाई पर एल ई डी ब्लिंक करना बंद करने के बाद, फिर रास्पबेरी पाई (या इससे जुड़ी पावर स्ट्रिप की बारी) से पावर प्लग को बाहर निकालें।

ठीक से बंद किए बिना बस प्लग को खींचने से मेमोरी कार्ड खराब हो सकता है।

इस सर्किट के निर्माण में यह जानना महत्वपूर्ण है कि क्या आपके पास एक सामान्य एनोड, या सामान्य कैथोड, आरजीबी एलईडी है:

आप अपने प्रदाता से जाँच कर सकते हैं, या स्वयं इसका परीक्षण कर सकते हैं:

केबल को GND और 3.3V पिन से कनेक्ट करें। GND को RGB LED के सबसे लंबे लेग से और 3.3 V को किसी अन्य लेग से कनेक्ट करें। यदि यह रोशनी करता है, तो आपके आरजीबी एलईडी में एक सामान्य कैथोड है। यदि नहीं, तो इसका एक सामान्य एनोड है।

ब्रेडबोर्ड के साथ रास्पबेरी पाई 3।  आरजीबी एलईडी आम कैथोड

सर्किट के उपरोक्त चित्रण को देखें।

  1. On the Breadboard, connect the RGB LED to the right ground bus column, and make sure that each leg connects to a different row. The longest leg is the common cathode leg. In this example we have connected the LED to rows 1-4, with the common cathode leg connected to row 2 column I. The RED leg is connected to row 1 column J, the GREEN leg is connected to row 3 column J, and the BLUE leg is connected to row 4 column J
  2. On the Raspberry Pi, connect the female leg of the first jumper wire to Ground. You can use any GND pin. In this example we used Physical Pin 9 (GND, row 5, left column)
  3. On the Breadboard, connect the male leg of the first jumper wire to the same row of the right ground bus column that you connected the common cathode to. In this example we connected it to row 2 column F
  4. On the Raspberry Pi, connect the female leg of the second jumper cable to a GPIO pin. We will use this for the RED leg, In this example we used Physical Pin 7 (GPIO 4, row 4, left column)
  5. On the Breadboard, connect the male leg of the second jumper wire to the left ground bus, same row as the RED leg of the LED is connected. In this example we connected it to row 1, column A
  6. On the Breadboard, connect a resistor between the left and right ground bus columns for the row with the RED leg of the LED. In this example we have attached it to row 1, column E and F
  7. On the Raspberry Pi, connect the female leg of the third jumper cable to a GPIO pin. We will use this for the GREEN leg, In this example we used Physical Pin 11 (GPIO 17, row 6, left column)
  8. On the Breadboard, connect the male leg of the third jumper wire to the left ground bus, same row as the GREEN leg of the LED is connected. In this example we connected it to row 3, column A
  9. On the Breadboard, connect a resistor between the left and right ground bus columns for the row with the GREEN leg of the LED. In this example we have attached it to row 3, column E and F
  10. On the Raspberry Pi, connect the female leg of the forth jumper cable to a GPIO pin. We will use this for the BLUE leg, In this example we used Physical Pin 13 (GPIO 27, row 7, left column)
  11. On the Breadboard, connect the male leg of the forth jumper wire to the left ground bus, same row as the BLUE leg of the LED is connected. In this example we connected it to row 4, column A
  12. ब्रेडबोर्ड पर, एलईडी के BLUE लेग के साथ पंक्ति के लिए बाएँ और दाएँ ग्राउंड बस कॉलम के बीच एक रोकनेवाला कनेक्ट करें। इस उदाहरण में हमने इसे पंक्ति 4, स्तंभ E और F . से जोड़ा है

आपका सर्किट अब पूरा हो जाना चाहिए, और आपके कनेक्शन ऊपर दिए गए चित्रण के समान दिखने चाहिए।

अब रास्पबेरी पाई को बूट करने का समय है, और इसके साथ बातचीत करने के लिए Node.js स्क्रिप्ट लिखें।

ब्रेडबोर्ड के साथ रास्पबेरी पाई 3।  आरजीबी एलईडी आम एनोड

सर्किट के उपरोक्त चित्रण को देखें।

  1. On the Breadboard, connect the RGB LED to the right ground bus column, and make sure that each leg connects to a different row. The longest leg is the common anode leg. In this example we have connected the LED to rows 1-4, with the common cathode leg connected to row 2 column I. The RED leg is connected to row 1 column J, the GREEN leg is connected to row 3 column J, and the BLUE leg is connected to row 4 column J
  2. On the Raspberry Pi, connect the female leg of the first jumper cable to a GPIO pin. We will use this for the RED leg, In this example we used Physical Pin 7 (GPIO 4, row 4, left column)
  3. On the Breadboard, connect the male leg of the first jumper wire to the left ground bus, same row as the RED leg of the LED is connected. In this example we connected it to row 1, column A
  4. On the Breadboard, connect a resistor between the left and right ground bus columns for the row with the RED leg of the LED. In this example we have attached it to row 1, column E and F
  5. On the Raspberry Pi, connect the female leg of the second jumper cable to a GPIO pin. We will use this for the GREEN leg, In this example we used Physical Pin 11 (GPIO 17, row 6, left column)
  6. On the Breadboard, connect the male leg of the second jumper wire to the left ground bus, same row as the GREEN leg of the LED is connected. In this example we connected it to row 3, column A
  7. On the Breadboard, connect a resistor between the left and right ground bus columns for the row with the GREEN leg of the LED. In this example we have attached it to row 3, column E and F
  8. On the Raspberry Pi, connect the female leg of the third jumper cable to a GPIO pin. We will use this for the BLUE leg, In this example we used Physical Pin 13 (GPIO 27, row 7, left column)
  9. On the Breadboard, connect the male leg of the third jumper wire to the left ground bus, same row as the BLUE leg of the LED is connected. In this example we connected it to row 4, column A
  10. On the Breadboard, connect a resistor between the left and right ground bus columns for the row with the BLUE leg of the LED. In this example we have attached it to row 4, column E and F
  11. On the Raspberry Pi, connect the female leg of the forth jumper wire to 3.3V. In this example we used Physical Pin 1 (3.3V, row 1, left column)
  12. ब्रेडबोर्ड पर, आगे के जम्पर तार के पुरुष पैर को दाहिने ग्राउंड बस कॉलम की उसी पंक्ति से कनेक्ट करें जिससे आपने सामान्य एनोड को जोड़ा था। इस उदाहरण में हमने इसे पंक्ति 2 कॉलम F . से जोड़ा है

आपका सर्किट अब पूरा हो जाना चाहिए, और आपके कनेक्शन ऊपर दिए गए चित्रण के समान दिखने चाहिए।

अब रास्पबेरी पाई को बूट करने का समय है, और इसके साथ बातचीत करने के लिए Node.js स्क्रिप्ट लिखें।



रास्पबेरी पाई और नोड.जेएस आरजीबी एलईडी और वेबसॉकेट स्क्रिप्ट

"नोडेटेस्ट" निर्देशिका पर जाएं, और " rgbws.js" नामक एक नई फ़ाइल बनाएं:

pi@w3demopi:~ $ nano rgbws.js

फ़ाइल अब खुली है और इसे बिल्ट इन नैनो एडिटर के साथ संपादित किया जा सकता है।

निम्नलिखित लिखें, या चिपकाएँ:

आरजीबीडब्ल्यूएस.जेएस

var http = require('http').createServer(handler); //require http server, and create server with function handler()
var fs = require('fs'); //require filesystem module
var io = require('socket.io')(http) //require socket.io module and pass the http object (server)
var Gpio = require('pigpio').Gpio, //include pigpio to interact with the GPIO
ledRed = new Gpio(4, {mode: Gpio.OUTPUT}), //use GPIO pin 4 as output for RED
ledGreen = new Gpio(17, {mode: Gpio.OUTPUT}), //use GPIO pin 17 as output for GREEN
ledBlue = new Gpio(27, {mode: Gpio.OUTPUT}), //use GPIO pin 27 as output for BLUE
redRGB = 0, //set starting value of RED variable to off (0 for common cathode)
greenRGB = 0, //set starting value of GREEN variable to off (0 for common cathode)
blueRGB = 0; //set starting value of BLUE variable to off (0 for common cathode)

//RESET RGB LED
ledRed.digitalWrite(0); // Turn RED LED off
ledGreen.digitalWrite(0); // Turn GREEN LED off
ledBlue.digitalWrite(0); // Turn BLUE LED off

http.listen(8080); //listen to port 8080

function handler (req, res) { //what to do on requests to port 8080
  fs.readFile(__dirname + '/public/rgb.html', function(err, data) { //read file rgb.html in public folder
    if (err) {
      res.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/html'}); //display 404 on error
      return res.end("404 Not Found");
    }
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'}); //write HTML
    res.write(data); //write data from rgb.html
    return res.end();
  });
}

io.sockets.on('connection', function (socket) {// Web Socket Connection
  socket.on('rgbLed', function(data) { //get light switch status from client
    console.log(data); //output data from WebSocket connection to console

    //for common cathode RGB LED 0 is fully off, and 255 is fully on
    redRGB=parseInt(data.red);
    greenRGB=parseInt(data.green);
    blueRGB=parseInt(data.blue);

    ledRed.pwmWrite(redRGB); //set RED LED to specified value
    ledGreen.pwmWrite(greenRGB); //set GREEN LED to specified value
    ledBlue.pwmWrite(blueRGB); //set BLUE LED to specified value
  });
});

process.on('SIGINT', function () { //on ctrl+c
  ledRed.digitalWrite(0); // Turn RED LED off
  ledGreen.digitalWrite(0); // Turn GREEN LED off
  ledBlue.digitalWrite(0); // Turn BLUE LED off
  process.exit(); //exit completely
});

Ctrl+xकोड को सेव करने के लिए " " दबाएं । " " से पुष्टि करें y, और " " से नाम की पुष्टि करें Enter

निम्नलिखित लिखें, या चिपकाएँ:

आरजीबीडब्ल्यूएस.जेएस

var http = require('http').createServer(handler); //require http server, and create server with function handler()
var fs = require('fs'); //require filesystem module
var io = require('socket.io')(http) //require socket.io module and pass the http object (server)
var Gpio = require('pigpio').Gpio, //include pigpio to interact with the GPIO
ledRed = new Gpio(4, {mode: Gpio.OUTPUT}), //use GPIO pin 4 as output for RED
ledGreen = new Gpio(17, {mode: Gpio.OUTPUT}), //use GPIO pin 17 as output for GREEN
ledBlue = new Gpio(27, {mode: Gpio.OUTPUT}), //use GPIO pin 27 as output for BLUE
redRGB = 255, //set starting value of RED variable to off (255 for common anode)
greenRGB = 255, //set starting value of GREEN variable to off (255 for common anode)
blueRGB = 255; //set starting value of BLUE variable to off (255 for common anode)

//RESET RGB LED
ledRed.digitalWrite(1); // Turn RED LED off
ledGreen.digitalWrite(1); // Turn GREEN LED off
ledBlue.digitalWrite(1); // Turn BLUE LED off

http.listen(8080); //listen to port 8080

function handler (req, res) { //what to do on requests to port 8080
  fs.readFile(__dirname + '/public/rgb.html', function(err, data) { //read file rgb.html in public folder
    if (err) {
      res.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/html'}); //display 404 on error
      return res.end("404 Not Found");
    }
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'}); //write HTML
    res.write(data); //write data from rgb.html
    return res.end();
  });
}

io.sockets.on('connection', function (socket) {// Web Socket Connection
  socket.on('rgbLed', function(data) { //get light switch status from client
    console.log(data); //output data from WebSocket connection to console

    //for common anode RGB LED  255 is fully off, and 0 is fully on, so we have to change the value from the client
    redRGB=255-parseInt(data.red);
    greenRGB=255-parseInt(data.green);
    blueRGB=255-parseInt(data.blue);

    console.log("rbg: " + redRGB + ", " + greenRGB + ", " + blueRGB); //output converted to console

    ledRed.pwmWrite(redRGB); //set RED LED to specified value
    ledGreen.pwmWrite(greenRGB); //set GREEN LED to specified value
    ledBlue.pwmWrite(blueRGB); //set BLUE LED to specified value
  });
});

process.on('SIGINT', function () { //on ctrl+c
  ledRed.digitalWrite(1); // Turn RED LED off
  ledGreen.digitalWrite(1); // Turn GREEN LED off
  ledBlue.digitalWrite(1); // Turn BLUE LED off
  process.exit(); //exit completely
});

Ctrl+xकोड को सेव करने के लिए " " दबाएं । " " से पुष्टि करें y, और " " से नाम की पुष्टि करें Enter


रास्पबेरी पाई और Node.js WebSocket UI

अब यह HTML जोड़ने का समय है जो WebSocket के माध्यम से उपयोगकर्ता इनपुट की अनुमति देता है।

इसके लिए हम चाहते हैं:

  • 3 रंग स्लाइडर, प्रत्येक रंग के लिए एक (RGB)
  • एक रंग बीनने वाला
  • एक div वर्तमान रंग दिखा रहा है

फ़ोल्डर "सार्वजनिक" पर जाएं:

pi@w3demopi:~/nodetest $ cd public

और एक HTML फ़ाइल बनाएँ, rgb.html:

pi@w3demopi:~/nodetest/public $ nano rgb.html

आरजीबी.एचटीएमएल:

<!DOCTYPE html>
<html>
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
<link rel="stylesheet" href="https://www.w3schools.com/w3css/4/w3.css">
<style>
.slider {
  -webkit-appearance: none;
  width: 100%;
  height: 15px;
  border-radius: 5px;
  background: #d3d3d3;
  outline: none;
  opacity: 0.7;
  -webkit-transition: .2s;
  transition: opacity .2s;
}

.slider:hover {opacity: 1;}

.slider::-webkit-slider-thumb {
  -webkit-appearance: none;
  appearance: none;
  width: 25px;
  height: 25px;
  border-radius: 50%;
  cursor: pointer;
}

.slider::-moz-range-thumb {
  width: 25px;
  height: 25px;
  border-radius: 50%;
  background: #4CAF50;
  cursor: pointer;
}
#redSlider::-webkit-slider-thumb {background: red;}
#redSlider::-moz-range-thumb {background: red;}
#greenSlider::-webkit-slider-thumb {background: green;}
#greenSlider::-moz-range-thumb {background: green;}
#blueSlider::-webkit-slider-thumb {background: blue;}
#blueSlider::-moz-range-thumb {background: blue;}
</style>
<body>

<div class="w3-container">
<h1>RGB Color</h1>
<div class="w3-cell-row">
<div class="w3-container w3-cell w3-mobile">
<p><input type="range" min="0" max="255" value="0" class="slider" id="redSlider"></p>
<p><input type="range" min="0" max="255" value="0" class="slider" id="greenSlider"></p>
<p><input type="range" min="0" max="255" value="0" class="slider" id="blueSlider"></p>
</div>
<div class="w3-container w3-cell w3-mobile" style="background-color:black" id="colorShow">
<div></div>
</div>
</div>
<p>Or pick a color: <input type="color" id="pickColor"></p>
</div>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/socket.io/2.0.3/socket.io.js"></script>
<script src="https://www.w3schools.com/lib/w3color.js"></script>
<script>
var socket = io(); //load socket.io-client and connect to the host that serves the page
var rgb = w3color("rgb(0,0,0)"); //we use the w3color.js library to keep the color as an object
window.addEventListener("load", function(){ //when page loads
  var rSlider = document.getElementById("redSlider");
  var gSlider = document.getElementById("greenSlider");
  var bSlider = document.getElementById("blueSlider");
  var picker = document.getElementById("pickColor");

  rSlider.addEventListener("change", function() { //add event listener for when red slider changes
    rgb.red = this.value; //update the RED color according to the slider
    colorShow.style.backgroundColor = rgb.toRgbString(); //update the "Current color"
    socket.emit("rgbLed", rgb); //send the updated color to RGB LED via WebSocket
  });
  gSlider.addEventListener("change", function() { //add event listener for when green slider changes
    rgb.green = this.value; //update the GREEN color according to the slider
    colorShow.style.backgroundColor = rgb.toRgbString(); //update the "Current color"
    socket.emit("rgbLed", rgb); //send the updated color to RGB LED via WebSocket
  });
  bSlider.addEventListener("change", function() { //add event listener for when blue slider changes
    rgb.blue = this.value;  //update the BLUE color according to the slider
    colorShow.style.backgroundColor = rgb.toRgbString(); //update the "Current color"
    socket.emit("rgbLed", rgb); //send the updated color to RGB LED via WebSocket
  });
  picker.addEventListener("input", function() { //add event listener for when colorpicker changes
    rgb.red = w3color(this.value).red; //Update the RED color according to the picker
    rgb.green = w3color(this.value).green; //Update the GREEN color according to the picker
    rgb.blue = w3color(this.value).blue; //Update the BLUE color according to the picker
    colorShow.style.backgroundColor = rgb.toRgbString();  //update the "Current color"
    rSlider.value = rgb.red;  //Update the RED slider position according to the picker
    gSlider.value = rgb.green;  //Update the GREEN slider position according to the picker
    bSlider.value = rgb.blue;  //Update the BLUE slider position according to the picker
   socket.emit("rgbLed", rgb);  //send the updated color to RGB LED via WebSocket
  });
});
</script>

</body>
</html>

"नोडेटेस्ट" फ़ोल्डर पर लौटें:

pi@w3demopi:~/nodetest $ cd ..

कोड चलाएँ:

pi@w3demopi:~ $ sudo node rgbws.js

नोट: चूंकि "पिगपियो" मॉड्यूल पिगियो सी लाइब्रेरी का उपयोग करता है, इसलिए इसे हार्डवेयर बाह्य उपकरणों (जैसे जीपीआईओ) तक पहुंचने के लिए रूट/सुडो विशेषाधिकारों की आवश्यकता होती है।

http://[RaspberryPi_IP]:8080/ का उपयोग करके ब्राउज़र में वेबसाइट खोलें

अब आरजीबी एलईडी को उपयोगकर्ता इनपुट के आधार पर रंग बदलना चाहिए।

के साथ कार्यक्रम समाप्त करें Ctrl+c